Устройство для преобразования постоянного напряжения в регулируемое переменное Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к преобразовательной технике, точнее к тиристорным преобразователям частоты для электротехнологии, и может быть использовано в преобразователях частоты, выполненных, например, по схеме двухмостового инвертора с удвоением частоты и диодами встречного тока, обеспечивающего фазоимпульсное регулирование мощности, как в индивидуальных установках индукционного нагрева, так и в многомостовых преобразовательных установках в системах централизованного питания.

Целью изобретения является повышение КПД.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы его работы (с индуктивной связью между обмотками трансформатора 3 и без нее соответственно).

Устройство содержит два фазосдвигаемых один относительно другого по выходному току инвертора 1 и 2, одноименные

выходные выводы инвертора подключены к началу обмоток выравнивающего трансформатора 3, другие концы упомянутых обмоток образуют два выходных вывода для подключения к нимдвух одинаковых нагрузок 4 и 5, другие одноименные выводы инверторов 1 и 2 объединены и образуют общий вывод устройства.

Устройство работает следующим образом.

Когда управляющие импульсы поступают на инверторы 1 и 2, они работают син- фазно, и токи М, is нагрузок 4 и 5 совпадают по фазе. Это соответствует согласному включению обмоток выравнивающего трансформатора, при котором эквивалентную номинальную индуктивность нагрузки находят по формуле L +1-3-2 + 2Мз, где L3-1, L3-2 - собственные индуктивности обмоток выравнивающего трансформатора, а Мз - его взаимная индуктивность.

Введение фазового сдвига между токами индуктивных элементов выравнивающе(Л

С

о ы

00

ю ю

го трансформатора 3 (фиг, 3) приводит к изменению (уменьшению) эквивалентной индуктивности, а следовательно, импеданса нагрузки для обоих инверторов. В результате инверторы разгружаются, происходит сдвиг рабочей точки в сторону режима короткого замыкания. По достижении величины угла фазового сдвига р 180 эл. град, по выходной частоте токи индуктивных элементов блока 3 будут находиться в противо- фазе. Это обеспечит минимальное значение импеданса нагрузки, поскольку эквивалентная индуктивность для противофазного (встречного) включения индуктивных элементов блока 3 равна L La-i + 1з-2 - 2Мз. Таким образом, изменение фазового сдвига между токами Ц, Is выравнивающего трансформатора от 0 до 180 эл. град, приводит к изменению эквивалентной нагрузки и потребляемой мощности от номинального значения до нуля. Поскольку в предлагаемом устройстве введение угла фазового сдвига меняет эквивалентную нагрузку для каждого инвертора в одном и том же направлении, а именно в сторону короткого замыкания, то обеспечивается практически равномерная загрузка элементов упомянутых инверторов по мощности и. кроме того, одинаковое время, предоставляемое тиристорам для восстановления управляющих свойств. Последнее способствует повышению устойчивости работы устройства.

Если нагрузки 4 и 5 представляют собой индукторы, то электромагнитную связь

можно установить непосредственно между этими индукторами.

Принятые на фиг. 2 обозначения: IHU2 - выходные напряжения инверторов 1, 2; Кз-1, Кз-2 - напряжения на обмотках трансформатора 3 с индуктивной связью между ними (фиг. 2) и без нее (фиг. 3).

Предлагаемое устройство имеет КПД на 5-7% выше, чем у известных аналогов (указанное сравнение проводилось для устройства на частоте 1 кГц, мощностью 2 кВт). Это обусловлено отсутствием в данном устройстве обменных токов между инверторами. Кроме того, неравномерность в загрузке мощности тиристоров и элементов коммутирующего контура мостов преобразователя не превышает 10% ао всем диапазоне регулирования.

Формула изобретения Устройство для преобразования постоянного напряжения в регулируемое переменное, содержащее два фазосдвигаемых друг относительно друга по выходному току инвертора, причем одноименные выходные выводы этих инверторов подключены к началам обмоток выравнивающего трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, другие концы упомянутых обмоток образуют два выходных вывода устройства для подключения к ним двух одинаковых нагрузок, другие одноименные выводы инверторов объединены и образуют общий вывод устройства.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действия. Устройство содержит два фазосдвигаемых (с целью регулирования } один относительно другого по выходному току инвертора 1, 2, каждый из которых нагружен на свою нагрузку, которые одинаковы. Цель достигается использованием выравнивающего трансформатора 3 с магнитосвязанными обмотками. 3 ил.

фиг.1

а)

ч LS

fAl 200

1« ,Г 1

I) Ј/U 20°

100 0

-100 -200

S)

Ud,M2 Г83 400

200

-200

-400

9

wA-г fft.3

-1C.L

-2C

-30.1

-40.